培养试验法(新).ppt
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1、第三章 培养试验法,第一节 培养试验法概述第二节 土培试验第三节 水培试验第四节 砂培试验第五节 隔离培养试验,(g pot-1),拍摄于2010年3月12日,硼过量,钙过量,氮过量,正常,镁过量,第一节 培养试验法概述,培养试验的特点 培养试验的分类 培养试验的发展概况,培养试验,采用人工模拟、人工控制的手段,在特制的容器中进行的各类植物栽培试验称为培养试验。,人工模拟指的是与田间条件类似,但不同;人工控制指各种环境条件(如土壤、肥料、温度、水分、光照、大气CO2浓度等);容器可以是各种塑料、玻璃、木制、铁制或水泥的盆、缸、桶、箱、池等。,培养试验的特点:,所用土壤一般取自耕层,作物只能从耕
2、层土壤中吸收养分,但田间条件下,农作物还能从下层土壤吸收大量养分,因此试验结果只能反应田间耕层土壤养分供应状况,与田间有差异。培养试验的土壤一般要经过处理,使土壤结构发生很大变化,容器中的土壤通气、透水性与田间有较大差异。由于土壤经过破碎、干燥,加之土壤水分和温度受人为控制,培养试验土壤养分的释放与田间条件下不同。培养试验温光条件好,作物生长旺盛,养分吸收量较大,因此施肥量往往更高。土培试验需要频繁灌水,加水速度往往是自然降水的几十倍,因此对土壤结构性及植物生长的影响都与田间不同。培养试验一般没有养分的淋失,因此肥料利用率一般比田间偏高。,盆栽试验根据生长介质,盆栽试验又可分为:土培试验砂培试
3、验水培试验根据环境条件的不同,盆栽试验又可分为:一般培养试验隔离培养试验(分根培养试验)流动培养试验灭菌培养试验(地上、地下全灭菌或地下灭菌条件),1 根据容器的材料与大小分类,二 培养试验的分类,框池栽试验面积、容积一般比盆钵大得多的无底或有底容器。更接近田间试验条件。如:“渗漏池”或“渗漏计”:有四个不同深度:1.0m、1.2m、1.4 m、和2m,各10个池,共40个内经1m、面积0.785m2,原建于1979年。池中土壤按自然土壤层次填装,下部有接渗漏水的管道和容器。,3 根据试验周期的长短分类,(1)幼苗试验:作物只生长到幼苗期就结束,主要研究作物生长发育初期对土壤或肥料中的养分吸收
4、、运转及其生理生化特征。(2)全生育期试验 作物生长直到成熟收获才结束,在植物营养研究中用得最广泛。,三 培养试验的发展概况,1.世界上谁最早进行培养试验,试验内容是什么?2.世界上谁最早进行砂培试验,试验内容是什么?3.我国最早用培养试验进行植物营养研究的科学家是谁?研究内容是什么?,第二节 土培试验,土培试验的性质和任务土培试验技术,一.土培试验的性质和任务,土培试验:在特制盆钵内以土壤为生长介质栽培农作物并进行科学研究的试验方法。,介于水培、砂培与田间试验之间,是最接近田间条件的一种盆栽试验。,性质:,任务:,研究作物对土壤养分的吸收利用情况肥料对作物效果的初步评价环境条件(如温度、光照
5、、水分等)对土壤养分释放及作物吸收的影响肥料利用率研究,1土壤准备,1)土壤的选择要求:选择的土壤应有代表性,以使试验结果有代表性,结论可靠。注意:根据试验目的选择土壤。比如,为了在某个地区推广某个新肥料品种,则应选取在该地区面积较大的几种土壤,然后在这几种土壤中根据肥力高低选取面积较大的某肥力的土壤,或在这几种土壤中选取高、中、低肥力的土壤各一份。假如想试验一种水稻专用肥的效果,若是怕麻烦去陕南或南方其它地方采土,就近用关中的娄土或陕北的黄绵土等,那么这样的土样就很难说它有代表性。采土之前必须进行土壤调查和必要的农化分析,了解土壤的种类、名称、分布范围及面积大小、耕作种植历史和基本理化性状。
6、,二土培试验技术,土壤的采集,方法:一般只取耕层土工具:取土所用的所有工具应注意没有肥料的污染数量:取土量一般比实际用量多50%(近距离)或10%-20%(远距离),土壤的制备,取回的土壤晾干,清除其中杂物(石块、塑料袋、根茬残体等),用木制棰具棰碎,过筛(筛孔一般3mm),充分混匀,采来的土壤如果不准备马上使用或计划分多次使用,就应贮存在一个专门的地方:,土壤的贮存,容器:用干净的容器或塑料编织袋标记:装好、封口后,内外挂贴标签,标明土壤名称、采集地点、时间、人名及土壤基本性质。场地:置于阴凉通风处。,2盆钵的准备,(1)盆钵的种类,按盆钵的原料分类玻璃盆搪瓷盆陶瓷盆陶土盆塑料盆按盆钵构造分
7、类瓦氏盆米氏盆阿尔盆普通盆,玻璃盆:,规格:20cm20cm或者20cm15cm优点:耐腐蚀,易洗净,可观察根系生长状况和土壤湿度缺点:易损坏,试验中须加套以防阳光照射根系一般不用于微量元素试验(以免产生污染),搪瓷盆:,厚铁皮两面涂有搪瓷釉优点:轻便、易洗净,经久耐用缺点:成本较高,瓷土烧制成,内外涂白釉料优点:抗腐蚀,易洗净,坚固耐用缺点:较笨重目前国内用得很广泛,国外有淘汰趋势,陶瓷盆:,陶土盆:,陶土烧制成,内外涂有深褐色釉料优点:便宜缺点:盆壁不够光滑、不易洗净、易破碎不宜作肥料试验,目前已基本淘汰,聚乙烯制硬质塑料盆或桶优点:便宜适用于各种微量元素研究,在国内有越来越多的应用,塑料
8、盆:,瓦氏盆:,发明:德国农业化学家瓦格涅尔于1880年设计;规格:25cm30cm,20cm20cm;浇水:盆一侧外壁有浇水管,管底部有一孔通入盆内,正对此进水孔有一个出水孔,在两孔之间放一锯齿状排水片,两端对准两孔,四周铺放河砂和小石子,其上装土。灌溉水由浇水管进水孔流入盆内,沿毛管上升湿润土壤;优点:能模拟大田土壤水分的自然运动,使盆栽土壤的水分条件更符合自然状况;缺点:灌水时应称重。,发明:德国土壤学家米切利稀(mitscherlich)1909年设计规格:25cm30cm,20cm20cm结构:分两部分,上部是盆体,底部中央有孔,用来排出盆内土壤的非毛管水,下部是底盆,可用来接收盆体
9、排出的水。盆底的孔应用瓷片盖好,上面加盖细砾石和粗砂,砂砾上覆一层尼龙纱布或塑料纱布,以防土粒塞满砂子孔隙。灌水:用灌溉水冲洗底盆,使渗出的营养物质再返回土壤。也可模拟大田土壤水分自然运动,还可回收渗漏的土壤溶液。优点:浇水方便,如水分不是试验因素,灌水不必精确称重,只需浇到盆底刚渗出水即可;或采用容量法或重量法灌水。,米氏盆:,阿尔盆:,制作:铁皮制成,内涂锌,外涂油漆规格:25cm(L)20cm(W)20cm(H)特点:盆外侧有支架,可固定在盆车上,便于移动和称重浇水。灌水:盆内靠外侧插入两根管做灌水用,水从盆底沿毛管向上运动。,特点:内外涂釉料的各种陶瓷盆、陶土盆、塑料盆或桶等,使用:常
10、需在盆底放一些排水物,同时插入一些浇水用的管子。,普通盆:,根据供试作物种类和试验时间的长短;,(2)选择盆钵的原则,同一个试验,应选大小一致的盆,以减少误差。,小株作物(小麦、谷子、糜子等)、生育期短的作物或短期试验可选用小型盆钵;大株作物(玉米、高粱、烟草、棉花等)、块根块茎类作物(马铃薯、红薯等)或全生育期试验可选用大型盆,将盆钵用清水充分洗净,倒置晾干;准备好浇水管、小石砾、尼龙纱布等配套用品。,(3)盆钵的准备,3肥料的准备,肥底的准备:根据土壤、作物种类、试验要求来确定。施肥量:一般为田间的23倍。注意:P、K肥用量稍大,一般不会产生明显的肥害;而N肥用量较高时(如0.30gkg)
11、,应分次使用,以免烧苗。称量:固体肥料应事先称好,包好,注明种类和数量;液体肥料应事先配好,备用。用法:在装盆时,所用肥料必须与土壤混匀使用。,4装盆、播种、定植,确定装土量:正式装盆前,应试装几盆,以其平均值作为装土量(土面距盆口高度24cm)。混匀土肥:称好的土样放入大塑料盆或大的塑料纸上,将肥料与土样充分混匀;若使用肥料溶液,则对照盆应补加等量的水分,以保持各处理间的土壤湿度一致。放好排水物:土样装盆前,盆内应将排水物放好。装盆:准备好的土样留出4001500g(根据播深决定)用来盖种子,其余土壤分多次装入试盆,边装边压,使土壤保持与田间基本一致的紧实度,同时各层紧实度也保持相当。,灌水
12、:播前灌足水,以保证种子快速发芽,出苗前不需再浇水。播种:土表无积水后即可播种。种子应经过精选和催芽。播量为最后定植苗数的2-3倍。播深:大粒种子一般为1.52cm,小粒种子为0.5cm。覆土:播好后将预留的干土盖在种子上,土上再盖一层石英砂或珍珠岩或蛭石,一方面防止浇水时对土面冲击太大,另一方面可减少土壤水分蒸发。定苗:出苗后1-2周可以开始间苗、定苗。小麦、水稻、谷、糜等可留 1015株,玉米、棉花留1株,豆类2-3株。具体依试验目的和类型而定。,5管理与收获,土培盆钵一般放在盆车上,下雨前转移到培养室,平时放在网室接受正常光照和通风。盆钵在盆车上的位置应随机排列,并定期调换,以消除边际效
13、应;没有水分处理的土培试验,在作物生长期间必须保持处理间相同的土壤湿度;注意病、虫、杂草的防治;测定纪录:对生育期、分蘖数、株高、茎粗、叶片数、叶色、叶面积等指标作记录;收获:作物黄熟时齐地收割,根据试验目的可分根、茎、叶、籽实等各部分分别包装、编号,称鲜重及烘干重,取样粉碎过筛备分析用。,1.5*最大吸湿水量=凋萎系数,即土壤水分达到此值时,植物即开始凋萎,有效持水量=最大持水量-1.5*最大吸湿水量,第三节 水培试验,水培试验的特点营养液的配制水培试验技术,一.水培试验的特点,水培试验:在营养液中栽培植物并进行科学研究的试验方法。,植物所需营养物质全以液相形式由人工供给,营养液中的养分种类
14、、形态、浓度、供应时间均由人工控制营养液中养分分布均匀但缓冲性小,应及时补充养分植物对养分吸收不平衡经常引起营养液pH剧烈变化,如果不及时调整会影响养分的有效性及根的吸收 营养液中缺乏空气,必须定时通气,特点:,任务:,根对养分的吸收、养分体内的运输过程及其机制营养元素对植物生理生化作用机理、养分营养遗传特性离子间的促进与拮抗作用,二营养液配制原理,1.营养液的配制原则,含有作物生长所必需的全部营养元素营养元素是以有效态存在各种有效养分的数量与比例必须能满足作物生长发育的需要 具有适宜于作物生长发育的pH应是生理平衡溶液,2.营养液的配制依据,以作物的生理平衡特点为依据。选用三种或四种可溶性盐
15、类组成混合物,通过改变各种盐类的浓度、比例,组成生理平衡营养液。可诺普(1865)、茨(1915)、木村(1931)营养液都是采用此法制成的。以作物收获物的营养元素组成为依据,确定营养液组成。例如史托明玉米营养液(1862)和春日井水稻营养液(1939)。模拟植物根际土壤溶液养分浓度。如霍格兰营养液(1919)。,关于氮(N)素,NO3生理碱性,使营养液pH升高;NH4生理酸性,使营养液pH降低。调节NO3或NH4比例,可保持溶液pH相对稳定。水稻喜NH4+,旱作喜NO3;作物生长初期喜NH4+,后期又喜NO3。水稻:(NH4+NO3+)10005050;麦类:30700100。,3.营养液配
16、制需注意的问题,关于磷(P)素,P是营养液中主要的pH缓冲元素,一般用磷酸氢盐和磷酸二氢盐配合,或添加Ca3(PO4)2、Fe3(PO4)2等难溶性盐提高缓冲性。水稻适宜稀薄的土壤溶液,磷酸盐含量不宜过高,否则妨碍水稻生长,严重时诱发缺Fe失绿症。麦类作物吸磷能力较弱,适宜较高浓度磷酸盐、相对低浓度Fe含量。,水培营养液的铁源有两类:无机铁盐(FeCl3,FeSO4,Fe3PO5)有机螯合态铁(柠檬酸铁、酒石酸铁、腐殖酸铁、EDTA-Fe等)。一般采用螯合态铁作为营养液的铁源:,关于铁(Fe)素,无机铁盐在pH6时,易沉淀,失效;螯合态铁在较宽的pH范围内也能保持较高的有效性,如柠檬酸铁、酒石
17、酸铁在pH7-8时,能保持溶解态,腐殖酸铁、EDTA-Fe 在pH10以下均不沉淀。,关于有益元素,如硅(Si),水稻缺硅易患稻瘟病,小麦易患白粉病。补硅方法:15%的硅酸钠溶液,用1mol/L的盐酸或硫酸中合后,加入营养液中。小麦:SiO250-100mg/L;水稻:SiO2100-150mg/L。,1水稻营养液,木村营养液:1931-32年,木村在明确高浓度磷酸对水稻为害实质的基础上,提出了适于水稻生长的36种营养液,pH为55.5。,注意:使用时,还需加少量微量元素和硅酸钠。在不同生育阶段,应用不同浓度:水稻移植时:1/41/8浓度;分蘖期:1倍2倍 有效分蘖期后:3/41/2浓度;出穗
18、前后:1/21/4 出穗2周后:水,三常用营养液,国际水稻所营养液:由两部分组成:大量元素的成品液和微量元素的储备液。分别配制,分开储存,用时按4L+5ML的比例混合。,旱作营养液,霍格兰营养液:应用较广泛的一种营养液,p较稳定,对多数旱地作物都适合。,注意:其中不含微量元素,应用时要添加阿农微量元素混合液,其比例为1L加1mI阿农微量元素营养液。,休伊特营养液:休伊特营养液是完全营养液,既有大量元素也含微量元素,同样适合于大多数旱作。,大泽营养液:是完全营养液,既有大量元素也含微量元素,同样适合于大多数旱作、蔬菜作物。,先配0.1M EDTA:取(NaOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2
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